(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースアスファルトと、
スチレン含有量が３５〜７０重量％の範囲にあり、かつ、２５％トルエン溶液粘度が１５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲にあるＳＢＳ及びＳＢＢＳから選ばれる少なくとも１種類を含有したスチレン系熱可塑性エラストマー：１３〜１９重量％と、
のみを含有することを特徴とするポリマー改質アスファルト組成物。
【請求項２】
ベースアスファルトと、
スチレン含有量が３５〜７０重量％の範囲にあり、かつ、２５％トルエン溶液粘度が１５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲にあるＳＢＳ及びＳＢＢＳから選ばれる少なくとも１種類を含有したスチレン系熱可塑性エラストマー：１３〜１９重量％と、
剥離防止剤：０．３〜１．０重量％と、
のみを含有することを特徴とするポリマー改質アスファルト組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高耐久型の排水性舗装に適した、低粘度、かつ、高強度を発現できるポリマー改質アスファルト組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アスファルトは道路舗装及び防水等の幅広い分野で使用されている。アスファルト組成物の用途の１つに、舗装表面から雨水を効果的に排水させることが可能な排水性舗装がある。排水性舗装は高速道路や一般道で多く施工され、走行時の安全確保や騒音対策に大きく貢献している。
【０００３】
排水性舗装は雨水を舗装表面から基層に通すために骨材と骨材の間に空隙をもたせる必要がある。このため、骨材同士の接触点が少なくなっても、骨材同士を強固に接着する骨材の把握力が大きいバインダを使用する必要がある。
【０００４】
かかる見地から、熱可塑性エラストマー等の改質剤を１０重量％程度添加したポリマー改質アスファルトが開発され、日本改質アスファルト協会でポリマー改質アスファルトＨ型として、品質規格を定めている。
【０００５】
しかし、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用した排水性舗装において、高速道路や交差点流入部や大型車の交通量が多い箇所等のより負荷のかかりやすい場所では、空隙潰れや轍ぼれ、骨材飛散等、舗装体の損傷が発生している。このような舗装体の損傷によって、排水性舗装において期待される排水性能を発揮させることができず、雨天時の対向車や歩行者への撥水、走行時のハンドル捉られ、滑り止め効果の減少や走行の悪化といった、交通安全上無視できない問題が起こっている。
【０００６】
これらの問題を解決するために、上述した排水機能を維持しつつポリマー改質アスファルトＨ型よりも熱可塑性エラストマーの配合量を増加させることで複素弾性率等の力学的強度を高めた、高耐久性の排水性舗装用ポリマー改質アスファルトが開発され、製品化されている。
【０００７】
しかしながら、アスファルトの溶融粘度は熱可塑性エラストマーの配合量に比例してアスファルトの粘度が高くなる。このため、高耐久性の排水性舗装用ポリマー改質アスファルトは、ポリマー改質アスファルトＨ型と同じ温度条件では製造・舗設の際の作業効率が著しく悪い。
【０００８】
従って、高耐久性の排水性舗装用ポリマー改質アスファルトは、特に冬場等において、ポリマー改質アスファルトＨ型の製造・舗設時の温度条件よりも１０℃以上高い温度条件で運用することで、溶融粘度を低下させ作業性を確保していた。
【０００９】
しかしながら、特に冬季では、合材プラントで製造された混合物を舗装現場まで運搬する間に外気温の影響により、想定以上に温度が低下することが多い。このような場合、粘度が増加するため施工性が著しく悪化し、施工現場での取り扱いが困難になる。
【００１０】
このような問題点を解決するため、混合温度をさらに高くして、輸送中の冷却による施工性の悪化を防ぐ手法がとられることが多い。しかし、かかる手法を採用した場合には、アスファルトの溶融粘度が低下しすぎてしまい、アスファルトが骨材からダレ落ち、設計したアスファルト量以下となってしまう問題が起きることが多い。このような場合、舗装体としての性能が著しく低下し、高耐久性が発現できない問題が起きる。
【００１１】
即ち、高耐久性の排水性舗装用ポリマー改質アスファルトは、製造・舗設時の温度コントロールが非常に難しい点が課題となっていた。
【００１２】
以上のような、溶融粘度が高いことに起因した製造・舗設時の作業性について生じる問題点を解決するため、近年において以下に示す技術が提案されている。
【００１３】
先ず、特許文献１、２には、泡系材料を添加し、アスファルト中に微細な気泡を発生させることによるベアリング効果を利用した技術が開示されている。
【００１４】
また特許文献３には、アスファルト中に水または水蒸気などを添加し、泡を発生させ粘度を低下させる技術が開示されている。
【００１５】
更には、特許文献４、５には、アスファルトの粘度を低減させる添加剤（中温化材）を使用する技術が開示されている。
【００１６】
しかしながら、この特許文献１〜３の開示技術は、発泡時間を確保するため、アスファルト混合物の製造時に１バッチ（大半の加熱式アスファルト混合物製造所は、１トン〜４トン／１バッチ）ごとに添加剤あるいは水分を含有する物質を添加する必要がある。このため、かかる開示技術では、製造時間が異なる混合物の間で品質のばらつきが生じやすい。さらに、添加剤あるいは水分を含有する物質を人力により投入しなければならないため、工事に使用するアスファルト混合物が大量であれば多大な労力を必要とするとともにアスファルト混合物の生産能力の低下を招くこととなる。
【００１７】
また、特許文献４、５の開示技術にあるアスファルトの粘度低減剤として用いられる添加剤として、石油系ワックス、合成系ワックスが検討されているが、これらは舗装材の性能低下を招くことがあるため別途補強材の添加を必要とするなどの問題が有る。また、アスファルト中における熱可塑性エラストマーの相溶性を悪化させ、貯蔵安定性が低下する傾向があり、別途相溶化剤の添加を必要とするなどの問題点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−１３１３２１号公報
【特許文献２】特開２００２−３３２６０６号公報
【特許文献３】特開２００１−６４０６５号公報
【特許文献４】特開２００６−５７０７７号公報
【特許文献５】特表２００２−５３８２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ポリマー改質アスファルトＨ型と同等以上の製造・舗設における作業効率を維持しつつ、高耐久性排水性舗装として望まれる性能を発現できるポリマー改質アスファルト組成物及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決するために、本発明者らは、ポリマー改質アスファルトに必須成分として添加するスチレン系熱可塑性エラストマー自体を最適化することにより、高耐久性排水性舗装として求められる性能が得られ、且つ、バインダの溶融粘度が下がることに着目し、鋭意検討を行った。
【００２１】
その結果、スチレン系熱可塑性エラストマーにおいて、スチレン含有量と２５％トルエン溶液粘度の性状が、ポリマー改質アスファルトの溶融粘度や舗装体としての強度に影響を及ぼすことを見出し、上述した従来の課題を解決し得るポリマー改質アスファルト組成物を発明するに至った。
【００２２】
請求項１記載のポリマー改質アスファルト組成物は、ベースアスファルトと、スチレン含有量が３５〜７０重量％の範囲にあり、かつ、２５％トルエン溶液粘度が１５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲にあるＳＢＳ及びＳＢＢＳから選ばれる少なくとも１種類を含有したスチレン系熱可塑性エラストマー：１３〜１９重量％と、のみを含有することを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載のポリマー改質アスファルト組成物は、ベースアスファルトと、スチレン含有量が３５〜７０重量％の範囲にあり、かつ、２５％トルエン溶液粘度が１５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲にあるＳＢＳ及びＳＢＢＳから選ばれる少なくとも１種類を含有したスチレン系熱可塑性エラストマー：１３〜１９重量％と、剥離防止剤：０．３〜１．０重量％と、のみを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
上述した構成からなる本発明に係るポリマー改質アスファルトにより、高耐久性排水性舗装に求められる性能、すなわち、耐流動性（ＤＳ値）、低温時の骨材飛散（低温カンタブロ損失量）、耐水性（残留安定度）、ダレ性（ダレ試験）を保持しつつ、かつ、ポリマー改質アスファルトＨ型と比較して同等以下の低粘度の物性とすることが可能となる。このため本発明では、従来のポリマー改質アスファルトＨ型の製造・舗設時の温度条件と同等以下の温度条件で製造・舗設が可能となり、作業性、取扱性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】動的粘弾性試験機の測定部を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態として、ポリマー改質アスファルト組成物について、詳細に説明する。
【００２７】
以下、本発明を適用したポリマー改質アスファルト組成物は、ベースアスファルト、スチレン含有量が３５〜７０重量％の範囲にあり、かつ、２５％トルエン溶液粘度が１５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲にあるＳＢＳ、ＳＢＢＳを１種類以上含有したスチレン系熱可塑性エラストマー：１３〜１９重量％、を含有する。このとき、剥離防止剤０．３〜１．０重量％含有するものであってもよい。
【００２８】
以下、本発明を適用したポリマー改質アスファルト組成物の各構成要素の詳細並びに数値限定理由について説明する。
【００２９】
ベースアスファルト
【００３０】
本発明におけるアスファルトとしては、例えば、ストレートアスファルト（ＪＩＳ Ｋ ２２０７ 参照）、ブローンアスファルト（ＪＩＳ Ｋ ２２０７ 参照）、セミブローンアスファルト（「アスファルト舗装要綱」，社団法人日本道路協会発行，平成９年１月１３日，ｐ．５１，表−３．３．４ 参照）、溶剤脱瀝アスファルト（「新石油辞典」，石油学会編，１９８２年，ｐ．３０８ 参照）等のアスファルト又はこれらの混合物、並びにこのような各種アスファルトに芳香族系重質鉱油等が添加されたもの等を使用することができる。
【００３１】
本発明ではアスファルトの針入度グレードごとに検討し、ストレートアスファルト６０／８０〜１００／１２０相当品まで使用することができる。
【００３２】
一般に針入度グレードが低いほど、ＤＳ値に代表される機械的強度が高いが、一方で曲げ仕事量と曲げスティフネスに代表される低温性状が悪くなる。
【００３３】
また、本発明では使用するベースアスファルトとしては、溶剤脱瀝アスファルトに芳香族系重質鉱油を添加したアスファルトが好ましい。
【００３４】
溶剤脱瀝アスファルトとしては、プロパン、または、プロパンとブタンを使用したプロパン脱瀝アスファルトが好ましい。
【００３５】
芳香族系重質鉱油としては、石油系溶剤抽出油やＪＩＳＫ６２００に規定されている、芳香族炭化水素を少なくとも３５質量％含むアロマ系の炭化水素系プロセスオイル等や、原油の減圧蒸留残油をプロパン等により脱瀝して得られた溶剤脱瀝油を更にフルフラール等の極性溶剤を用いて溶剤抽出することにより、ブライトストック（重質潤滑油）を得る際の溶剤抽出油、すなわち、エキストラクトがある。
【００３６】
本発明では、芳香族重質鉱油としては、エキストラクトを添加することが好ましい。
【００３７】
本発明におけるエキストラクトの役割は、熱可塑性エラストマーのアスファルトへの溶解性を高め、貯蔵安定性において分離させないようにするもので、熱可塑性エラストマーの添加量が多いとエキストラクトの必要な添加量も増加する。また、熱可塑性エラストマーの添加量に対して必要以上のエキストラクトを添加すると強度が低下する。
【００３８】
アスファルト組成物全体に対するベースアスファルトの含有量は、８７〜８０重量％とされていることが望ましい。
【００３９】
アスファルト組成物全体に対するエキストラクトの含有量は、針入度、軟化点、貯蔵安定性、強度を示す複素弾性率とホイールトラッキング試験における動的安定度（ＤＳ値）、及び、低温性状を示す低温カンタブロ損失量を考慮して決められるが、本発明で検討した範囲では、アスファルト組成物全体に対するエキストラクトの含有量は２０〜２７重量％が好ましい。
【００４０】
スチレン系熱可塑性エラストマー
【００４１】
本発明のポリマー改質アスファルト組成物に用いるスチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）及び、ＳＢＳ中のブタジエンブロックのビニル基を選択的に水素添加したスチレン-ブタジエン-ブチレン-スチレンブロック共重合体（ＳＢＢＳ）のうち、以下に規定するもの、少なくとも１種類を配合に含む。
【００４２】
なお、ここでＳＢＢＳは、ＳＢＳ中のブタジエンブロックのビニル基を選択的に水素添加することによって、製造、加工、使用時における熱、光、機械的せん断などの耐熱性・耐候性に優れた性能を持つものである。ＳＢＳ中のポリブタジエンブロックには、１,４-シス結合、１,４-トランス結合、１,２‐結合があり、それぞれに残った不飽和二重結合は熱や紫外線によって損傷しやすい。そこで、ＳＢＳの不飽和二重結合を水素添加し、耐熱性と耐候性を付与したスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）が開発され、上記問題を解決する配合が可能になった。しかしながら、水素添加によって、分子鎖の屈曲性が変化することで、ＳＥＢＳはＳＢＳに比べて低温域における性能が低く、ポリマー改質アスファルトとして使用した際には、積雪寒冷地でのひび割れや石飛び等の原因となる問題点があった。
【００４３】
この問題点を鑑み、改良したのがＳＢＢＳである。これは、１,４-シス結合、１,４-トランス結合、１,２結合のうち、一番反応性が高く、ゲル化の原因となりやすい１,２結合を選択的に水添処理したものである。これにより、主鎖中の二重結合を残すことで、分子鎖の屈曲性を保持したまま、耐熱性・耐候性を大きく向上することができる。
【００４４】
従って、ＳＢＢＳはＳＢＳと低温性能や加工性、その添加による改質効果がほぼ同一である。つまり、ＳＢＢＳは耐熱性・耐候性を向上させつつ、その他の物性はＳＢＳとほぼ同程度の熱可塑性エラストマーである。
【００４５】
ＳＢＳ、ＳＢＢＳは、スチレン含有量が３５〜７０重量％の範囲にあり、かつ、２５％トルエン溶液粘度が１５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲にある必要があり、好ましくは、スチレン含有量は３５〜５５重量％、且つ、２５％トルエン溶液粘度１５０〜１０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは、スチレン含有量は３９〜４６重量％、且つ、２５％トルエン溶液粘度１５０〜７００ｍＰａ・ｓである。
【００４６】
前記ＳＢＳ及びＳＢＢＳは、スチレン含有量を高くすることを特徴としている。従来使用していた、スチレン含有量を３０重量％程度のＳＢＳ及びＳＢＢＳよりも、スチレン含有量を高めることによって、直鎖成分の多いポリブタジエンブロックの比率を低くし、ポリマー全体の分子長をより短くしており、これによってアスファルト組成物に与える増粘効果が従来のものと比べて低くなる。また、嵩高い芳香族基が結合されてなるポリスチレンブロックの含有比率を増大させることにより、ＳＢＳ及びＳＢＢＳ自体の剛性を向上させることが可能となり、改質アスファルト組成物自体の複素弾性率やＤＳ値、ひいては強度を始めとした機械的特性を向上させることが可能となる。
【００４７】
ここで、ＳＢＳ及びＳＢＢＳにおけるスチレン含有量が３５重量％未満であると、ブタジエンブロックの割合が大きくなり、粘度が増加する。そのため、高耐久性排水性舗装用ポリマー改質アスファルトの配合に用いると、製造・舗設時において、一般排水性と同等の温度では作業性が悪化してしまう。
【００４８】
一方、スチレン含有量が７０重量％を超えると、スチレンはブタジエン等の直鎖成分と比べてガラス転移温度が高く、低温域においては破断しやすいことから低温性状を低下させてしまう。また、ブタジエン等の直鎖成分のもたらす柔軟性の効果が少なくなることから、アスファルト組成物の弾性力がなくなり、機械的特性を劣化させてしまう要因にもなる。
【００４９】
このため、ＳＢＳ及びＳＢＢＳにおけるスチレン含有量は、３５〜７０重量％とされている必要がある。
【００５０】
また、ＳＢＳ及びＳＢＢＳにおけるスチレン含有量の上限が５５重量％とすることにより、上述した低温性状の低下をより防止することができ、しかも直鎖成分のもたらす柔軟性の効果をより向上させることによるアスファルト組成物の弾性力の向上、ひいては機械的特性の劣化防止をより確実に実現することが可能となる。
【００５１】
更にＳＢＳ及びＳＢＢＳにおけるスチレン含有量を３９〜４６重量％とすることにより、粘度の増加抑制と、アスファルト組成物の機械的特性の向上の双方をより効果的にバランスよく実現することが可能となる。
【００５２】
また、ＳＢＳ及びＳＢＢＳにおける２５％トルエン溶液粘度が１５０ｍＰａ・ｓより小さい場合は、分子量が低くなりすぎることにより、充分な改質効果が得られなくなるため好ましくない。
【００５３】
一方、ＳＢＳ及びＳＢＢＳにおける２５％トルエン溶液粘度が１５００ｍＰａ・ｓより大きい場合は、分子量が高くなりすぎることにより、得られるアスファルト組成物の粘度が著しく上昇してしまい、製造・舗設が困難となるため好ましくない。
【００５４】
また、このＳＢＳ及びＳＢＢＳにおける２５％トルエン溶液粘度の上限を１０００ｍＰａ・ｓとすることにより、分子量が大きくなることによる粘度の増加を効果的に抑制することで取扱容易性をより好適なものとすることが可能となる。また、このＳＢＳにおける２５％トルエン溶液粘度の上限を７００ｍＰａ・ｓとすることにより、その効果を更に増強させてより好適な性状とすることが可能となる。
【００５５】
上述したＳＢＳ及びＳＢＢＳの添加量は、アスファルト組成物全体に対して１３〜１９重量％、好ましくは１３〜１８重量％、より好ましくは１５〜１８重量％としている。ここでいう添加量は、上述したＳＢＳ又はＳＢＢＳのみを添加する場合には、それぞれのＳＢＳ、ＳＢＢＳの添加量を意味するが、ＳＢＳとＳＢＢＳを混合する場合には、その合計の添加量を意味するものである。
【００５６】
ここで、ＳＢＳ及びＳＢＢＳの配合量が１３重量％未満の場合、改質効果が低く高耐久性排水性舗装用ポリマー改質アスファルトとしての機械的特性等が得られない。一方、配合量が１９重量％を超える場合は、改質効果が高く、機械的特性等に優れるが、増粘効果が高く目的とする施工性が得られない。
【００５７】
また、このＳＢＳ及びＳＢＢＳの添加量の上限を、アスファルト組成物全体に対して１８重量％以下とすることにより、増粘効果をより低減させることが可能となり、例えば１８０℃における粘度を７００ｍＰａ・ｓ程度まで低減させることが可能となり、施工性、取扱容易性を向上させることが可能となる。
【００５８】
更に、このＳＢＳ及びＳＢＢＳの添加量の下限をアスファルト組成物全体に対して１５重量％以上とすることにより、得られるアスファルト組成物の機械的特性をより好適なものとすることが可能となる。
【００５９】
なお、本発明では、上述した物性の範囲内にあるＳＢＳ又はＳＢＢＳを添加する場合に限定されるものではなく、ＳＢＳ及びＳＢＢＳの双方を添加するようにしてもよい。このＳＢＳ及びＳＢＢＳとが混合された熱可塑性エラストマーが、１３〜１９重量％添加されていればよい。つまり上述した物性の範囲内にあるＳＢＳ及びＳＢＢＳから選ばれる少なくとも１種類を含有したスチレン系熱可塑性エラストマーが１３〜１９重量％含有されていればよい。
【００６０】
剥離防止剤
【００６１】
本発明では、アスファルト組成物と骨材の剥離を防止するために、剥離防止剤を添加することが好ましい。
【００６２】
剥離防止剤として樹脂酸が好適に使用できるが、樹脂酸とはカルボキシル基を有する炭素数２０の多環式ジテルペンであって、アビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ネオアビエチン酸、ピマール酸、イソピマール酸、パラストリン酸のうち何れか１種以上を含有するロジンのことである。
【００６３】
ここでロジンとしては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンなどが使用される。これらロジンは、原産地、原材料、採取方法の違いにより上述したガムロジン、ウッドロジン等の如き分類が可能となるが、少なくとも松脂の水蒸気蒸留時の残渣成分として得られるものである。このロジンでは、成分としてアビエチン酸、パラストリン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ピマール酸、サンダラコピマール酸、イソピマール酸等を含む混合物である。このロジンは、通常約８０℃で軟化し、９０〜１００℃で溶融する。なお、ロジン中にはアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸、テトラヒドロアビエチン酸、パラストリン酸、ネオアビエチン酸、レボピマル酸などの各種樹脂酸が含まれているが、これら樹脂酸をそれぞれ精製して単独で使用するようにしてもよい。
【００６４】
本発明では好ましいロジンとしてガムロジンを使用したが、これによって制限をうけるものではない。
【００６５】
また、樹脂酸の多くは、相溶性の向上の効果を併せ持つものが多い。
【００６６】
仮にこの樹脂酸の含有量が０．３重量％未満では、樹脂酸の効果が充分ではなく、最終生成物としての剥離防止及び相溶性の向上を図ることができない。これに対して、この樹脂酸の含有量が１重量％を超えてしまうと、この剥離防止及び相溶性の向上という効果が飽和してしまうばかりでなく、高価な樹脂酸の添加量が増加することによる原料コストの上昇が著しくなるという問題が生じる。即ち、樹脂酸の含有量を１重量％を超えて添加しても、剥離防止及び相溶性の向上はこれ以上大幅に向上するものではなく、却って原料コストの面において不利となる。このため、樹脂酸の含有量は、０．３〜１．０重量％とされていることが望ましい。
【実施例】
【００６７】
以下に、本発明で使用した試験方法、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の例において単に％のみ記載されている場合は、重量％を示すものとする。
【００６８】
本発明では、実験的検討を行うために得たサンプルについて、表１に示すように、針入度（２５℃）、軟化点、粘度（１８０℃）、複素弾性率（６０℃）、分離試験（１７０℃、７２時間）の項目からなる性状試験を行う。また、ホイールトラッキング試験（６０℃）、低温カンタブロ試験（−２０℃）、マーシャル安定度試験（６０℃）、水浸マーシャル安定度試験（６０℃）、ダレ試験（１７０℃）の項目からなる混合物性能試験を行う。以下、詳細な試験方法について説明をする。
【００６９】
【表１】
0005615690.tif 000002
【００７０】
針入度（２５℃）は、JIS K ２２０７「石油アスファルト−針入度試験方法」で測定した。この値は４０（０.１ｍｍ）以上が好ましい。
【００７１】
軟化点は、JIS K ２２０７「石油アスファルト−軟化点試験方法」で測定した。この値は８０.０（℃）以上が好ましい。
【００７２】
粘度（１８０℃）は、ＪＰＩ−５Ｓ−５４−９９「アスファルト−回転粘度計による粘度試験方法」の条件の下、測定温度１８０℃、使用スピンドルＳＣ４−２１、スピンドル回転数２０回転／分で測定した。粘度が２０００ｍＰａ・ｓを超えると、その温度において骨材と混合し、混合物を製造することが困難となる。従って、粘度（１８０℃）は２０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。
【００７３】
複素弾性率（Ｇ*）は、舗装調査・試験法便覧（社団法人 日本道路協会編）に規定されているダイナミックシアレオメータ（ＤＳＲ）試験方法に準拠して測定した。本試験の測定原理は、図１に示すように、測定試料であるアスファルト組成物を２枚の平行円盤２ａ，２ｂ（直径が２５ｍｍ）間に挟み、一方の円盤２ａに所定の周波数の正弦波歪みを加え、アスファルト組成物１（厚さが１ｍｍ）を介して他方の円盤２ｂに伝わる正弦的応力σを測定し、正弦的応力と正弦波歪から複素弾性率が求められる。
【００７４】
本発明において用いた測定条件は、供用中（夏場）の耐久性を評価するために測定温度を６０℃とし、アスファルト流動が発生しやすい低いせん断速度で評価するため測定周波数を０．１rad/秒、歪が１０％とした。その測定結果に基づき、下記数式（１）から複素弾性率（Ｇ*）を求めた。ここで、下記数式（１）におけるγは円盤に加えた最大歪みである。
【００７５】
【数１】
0005615690.tif 000003
【００７６】
複素弾性率（Ｇ*）は０．１rad/秒の周波数領域においてＤＳ値と相関関係にあることが知られており、混合物を作製することなく、舗装体としての性能をある程度知ることができる。
【００７７】
本発明で目的とする複素弾性率（Ｇ*）は２０００Ｐａ以上、好ましくは、２５００Ｐａ以上であり、このような複素弾性率（Ｇ*）の値を示すアスファルト組成物は、後述のＤＳ値が６０００回/ｍｍ、更には７０００回/ｍｍの高い値が得られる可能性が高い。しかしながら、この値は目安的なものであり、舗装体としての性能を明らかにするには実際に混合物を作製する必要がある。
【００７８】
分離試験（１７０℃）は、内径が５．２ｃｍ、高さが１３ｃｍのアルミニウム製円筒缶に、深さ１２ｃｍの位置まで本発明アスファルト組成物（約２５０ｇ）を注入して密封し、１７０℃で７２時間加熱した。その後、アルミニウム製円筒缶に注入されているアスファルト組成物の上部４ｃｍ、下部４ｃｍにおける軟化点をＪＩＳＫ２２０７に基づいて測定した。この上部の軟化点と下部の軟化点との差分値の絶対値をとった、即ち軟化点の差分絶対値が、３以下である場合であることが好ましい。従って、表１では軟化点の差分絶対値が、３以下である場合は○とし、３を超える場合は×とした。
【００７９】
ＤＳ値（動的安定度）は、各改質アスファルト組成物と表２に示す配合の骨材を使用し、混合物に占めるアスファルト量を５．０重量％として作製した縦３０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ５ｃｍのシート状の供試体を使用し、舗装調査・試験法便覧（社団法人 日本道路協会編）に規定されているホイールトラッキング試験方法に準拠して測定した。日本の道路は、夏場には６０℃程度の温度になることが実験的に確認されている。この状態で、その上を車が通過すると、流動変形して轍掘れ等が発生する。ホイールトラッキング試験は、この轍掘れの発生の程度を実験的に確認するために考案された試験であり、舗装材における耐流動性の指標である動的安定度を評価するために実施される試験である。具体的には、６０℃に保持された恒温槽の中で、試験体（供試体）上に所定の荷重をかけたタイヤを１時間往復走行させ、その変形量を測定した。
【００８０】
ＤＳ値（回/ｍｍ）は、試験開始後４５分から６０分までの１５分間の変形量（ｍｍ）と、試験開始後４５分から６０分までの１５分間のタイヤ走行回数（回）を用いて以下の数式（２）を用いて求める。
【００８１】
ＤＳ値（回/ｍｍ）＝（４５分〜６０分までの間のタイヤ走行回数（回））／（４５分〜６０分までの間の変形量（ｍｍ））・・・・・・・・・（２）      
【００８２】
このＤＳ値が高いほど、アスファルトの強度が高く、轍掘れに強い舗装材料を提供できることを意味している。前記の舗装調査・試験法便覧にはＤＳ値が６０００回/ｍｍ以上となった場合は、ＤＳ値が６０００回/ｍｍ以上と報告することになっているが、本発明で、より高い舗装強度が求められるため、実際に得られたＤＳ値を用いた。また、前述の複素弾性率の結果も勘案して、望ましいＤＳ値は６０００回/ｍｍ以上、好ましくは７０００回/ｍｍ以上とした。
【００８３】
【表２】
0005615690.tif 000004
【００８４】
マーシャル安定度は、各改質アスファルト組成物と表２に示す配合の骨材を使用し、混合物に占めるアスファルト量を５．０重量％として作製した供試体を使用し、舗装調査・試験法便覧に記載されているマーシャル安定度試験方法に準拠して測定した。同様に、水浸マーシャル安定度も測定した。これは、供試体を６０℃の温水に４８時間浸水養生させてからマーシャル安定度試験を行うものである。なお、マーシャル安定度と水浸マーシャル安定度から数式（３）を用いて残留安定度（％）が算出できる。
【００８５】
残留安定度（％）＝水浸マーシャル安定度（ｋＮ））／マーシャル安定度（ｋＮ））・・・・・・・・・（３）
【００８６】
この、マーシャル安定度は、粗・細骨材とアスファルトの配合割合を決定するために行われる試験であり、この値が高いほど、高温における流動や波状の変形をしにくいことを表す。本発明に望ましいマーシャル安定度は４.５ｋＮ以上ある。
【００８７】
また、水浸マーシャル安定度は、耐水性を評価する試験であり、本発明で望ましい残留安定度は７５％以上、より好ましくは８０％以上である。
【００８８】
低温カンタブロ損失量は、以下に説明するカンタブロ試験によって求められる。このカンタブロ試験はポーラスアスファルト混合物の骨材飛散抵抗性を評価する試験で、舗装調査・試験法便覧に記載されている方法に準拠して行なった。マーシャル安定度試験用の供試体を−２０℃のロサンゼルス試験機（粗骨材のすり減り試験法に規定する機械）に入れ、鋼球を使用しないでドラムを３００回転させ、試験後の損失量を測定した。損失量は数式（４）より算出した。
【００８９】
損失量（％）＝｛試験前の供試体質量（ｇ）− 試験後の供試体質量（ｇ）｝／試験前の供試体質量（ｇ）×１００・・・・・・・・・（４）
【００９０】
低温カンタブロ損失量は、積雪寒冷地等の舗装体の骨材飛散抵抗性を評価するものである。本発明で望ましくは２０％以下より好ましくは１５％以下である。
【００９１】
ダレ量は、所定粒度のアスファルト混合物に対して、ある一定量のアスファルトを添加した際の余剰アスファルトモルタル分を判定するために用いる。一般には、排水性舗装の配合設計時に混合温度と同一の温度条件で行い、最適なアスファルト量を設定するものである。本検討では、舗装調査・試験法便覧に記載されている方法に準拠して行い、温度条件を１７０℃とし、ダレ量は数式（５）より算出した。なお、ここでいう受け皿とはアスファルト混合物を一層均一に敷きならせる程度の、約４２ｃｍ×約２７ｃｍのものである。
【００９２】
ダレ量（％）＝[受け皿に付着したモルタル質量（ｇ）−受け皿の質量（ｇ）]／[受け皿と試験前の混合物質量（ｇ）−受け皿の質量（ｇ）]×１００・・・・・・（５）
【００９３】
ダレ試験は、排水性舗装用アスファルトが混合温度で静的に保持する最大アスファルト量を求めることを目的として利用される。本発明では、０.５％以下が望ましく、さらに望ましくは０.３５％以下が望ましい。
【００９４】
(実施例１〜１２と比較例１〜７について)
【００９５】
以下、本発明を適用した改質アスファルト組成物において、効果を検証するため、改質材としてのスチレン系熱可塑性エラストマーとしてＳＢＳ、ＳＢＢＳを使用した実施例と比較例について、詳細に説明をする。
【００９６】
表１の実施例１〜１２、並びに比較例１〜７に示す配合比率からなる、プロパン脱瀝アスファルト、エキストラクト、スチレン系熱可塑性エラストマー、剥離防止剤（ガムロジン）からなる試料を準備した。
【００９７】
本検証で使用したプロパン脱れきアスファルトの性状は、代表的な性状が針入度が８（１／１０ｍｍ）、軟化点が６６．５℃、１５℃における密度が１０２８ｋｇ／ｍ3であるものである。
【００９８】
また、使用したエキストラクトは、代表的な性状が１００℃における動粘度が６１．２ｍｍ2／ｓ、４０℃における動粘度が３９７０ｍｍ2／ｓ、１５℃における密度が９７６．４ｋｇ／ｍ3であるのものである。
【００９９】
また、本検証において使用したＳＢＳを表１に示す。ＳＢＳはスチレン含有量、並びに２５％トルエン溶液粘度の異なるＳＢＳは７種類である。この表１に示される合計７種類のＳＢＳのうち、上から２段目までが、市販品として用いられているＳＢＳである。これに対して上から３段目から最下段までのＳＢＳが、本発明に係る改質アスファルト組成物に適用するべく新たに検討するために見出した物性の範囲のものである。
【０１００】
また、本検証において使用したＳＢＢＳも表１に示す。ＳＢＢＳは、スチレン含有量、並びに２５％トルエン溶液粘度について表１に示すような１種類のものを使用している。係るＳＢＢＳも本発明に係る改質アスファルト組成物に適用するべく新たに検討するために見出した物性の範囲のものである。
【０１０１】
ちなみに、スチレン含有量の測定方法は、ビニル芳香族重合体ブロック（Ａ）の含有量（重量％）＝（ベース非水添共重合体中のビニル芳香族重合体ブロック（Ａ）の重量／ベース非水添共重合体の重量）×１００から求める。
【０１０２】
なお、重合体ブロック（Ａ）の水添共役ジエン系共重合体に対する含有率を直接測定する場合には、水添共重合体を検体として、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）を用いて行う（Y.Tanaka,et al.,RUBBER CHEMISTRY and TECHNOLOGY 54,685(1981)）。
【０１０３】
また、２５％トルエン溶液粘度の測定方法は、例えば特開２００８−３１２６７号公報等に記載されているように、ブルックフィールド（ＢＬ）型粘度計により測定することができる。
【０１０４】
使用した剥離防止剤は、骨材との間での剥離防止性及び相溶化性を発揮させるために用いたもので、酸価１５６（ｍｇＫＯＨ／ｇ：ＪＩＳ Ｋ００７０）、軟化点７７．０℃（ＪＩＳ Ｋ２２０７）の不均化ガムロジンである。このガムロジンは、採取した生松脂をろ過して不純物を除去し、その後、蒸留することにより、低沸点成分のテレピン油を分離して得られるロジンである。このガムロジンは、一般的に、アビエチン酸が２０〜４０重量％、ネオアビエチン酸が１５〜２５重量％、パラストリン酸が２０〜３０重量％、ピマール酸が３〜８重量％、イソピマール酸が１０〜２０重量％、デヒドロアビエチン酸が３〜８重量％含まれている。本実施例では、このガムロジンを添加する場合において、組成物全体に対する含有量を０．５重量％としている。
【０１０５】
上述した構成からなる本発明の評価用ポリマー改質アスファルト組成物を作成した方法について以下で述べる。
【０１０６】
プロパン脱瀝アスファルトを１５０℃程度の温度溶融した状態で、エキストラクトが上述した配合比率となるように混合し、同様な手順にて上述したスチレン系熱可塑性エラストマーからなる改質剤を添加し、更に、上述したガムロジンを添加する。混合時のホモミキサーで温度は１７０〜２１５℃、回転数を１５００〜５０００回転／分として３〜５時間程度、混合並びに攪拌した。
【０１０７】
作製したポリマー改質アスファルト組成物についてそれぞれ測定した物性を表１に示す。物性の測定項目は、性状試験と、混合物性能試験に大別される。性状試験では、針入度（０．１ｍｍ）、軟化点（℃）、１８０℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）、複素弾性率Ｇ*、１７０℃×７２時間の分離試験（２５℃での軟化点の差分絶対値が３以下であれば○、３超であれば×）の各項目について試験を行っている。また、混合物性能試験では、６０℃におけるＤＳ値（回／ｍｍ）、マーシャル安定度（ｋＮ）、水浸マーシャル安定度（ｋＮ）、−２０℃における低温カンタブロ損失量（％）、１７０℃におけるダレ量（％）について試験を行い、更に残留安定度（％）を算出している。
【０１０８】
これら測定する各物性値において、本発明で好ましい範囲は以下に示すとおりである。
【０１０９】
針入度（２５℃）及び軟化点は、針入度（２５℃）が４０以上、軟化点８０℃以上である。これは、日本改質アスファルト協会の定める、排水性舗装用ポリマー改質アスファルトの品質規格の値である。
【０１１０】
粘度（１８０℃）は、２０００ｍＰａ・ｓを超えてしまうと、粘度が高すぎて、その温度での施工が困難になるため、この値以下とした。
【０１１１】
高温域におけるアスファルトの剛性の目標値は、ＤＳＲ（６０℃） で測定した複素弾性率（G*）を指標とした場合に、２０００Ｐａ以上好ましくは２５００Ｐａ以上とした。この値未満となると、剛性が低く目的とする舗装強度を保てない。
【０１１２】
加熱貯蔵中における安定性は分離試験（１７０℃）で測定した。上部の軟化点と下部の軟化点との差分値の絶対値をとり、差分絶対値が３以下である場合は○とし、３を超える場合は×とした。
【０１１３】
夏季のわだち掘れのしにくさの指標として、ホイールトラッキング試験結果より得られるＤＳ値は６０００回/ｍｍ以上、より好ましくは７０００回/mm以上とした。これを下回る場合はわだち掘れしやすいことを示唆する。
【０１１４】
低温域での骨材飛散抵抗性の指標として、−２０℃の低温カンタブロ試験による損失率が２０．０％以下、より好ましくは１５.０％以下が望ましいものとしている。これを下回る場合は、現行品よりも低温域において骨材飛散しやすいことを示唆する
【０１１５】
マーシャル安定度は４.５kN以上である。残留安定度は７５％以上、より好ましくは８０％以上である。
【０１１６】
１７０℃におけるダレ量は、０.５％以下が望ましく、さらに好ましくは０.３５以下である。これを上回る場合は、製造時は運搬時にアスファルト組成物が骨材から垂れ落ちてしまい、設計したアスファルト量の舗装体が舗設できなくなってしまう。
【０１１７】
実施例１〜１２は、スチレン系熱可塑性エラストマー全重量に対するスチレン含有量並びに２５％トルエン溶液粘度、更には、改質アスファルト全体に対する、スチレン系熱可塑性エラストマーの含有比率が、共に本発明において規定した範囲内にある配合である。
【０１１８】
これにより、実施例１〜１２は、何れも１８０℃粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下、１７０℃でのダレ損失量が０.３５重量％以下であり、また、同時に道路舗装として必要な強度を維持する観点からは、複素弾性率Ｇ*が２０００Ｐａ以上である。
【０１１９】
これに対して、比較例1は現在市販されているポリマー改質アスファルトＨ型の性状である。同様に比較例２は、現在市販されているポリマー改質アスファルトＨ−Ｆ型の性状である。比較例３〜７は、スチレン系熱可塑性エラストマー全重量に対するスチレン含有量並びに２５％トルエン溶液粘度、更には、改質アスファルト全体に対する、スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量のいずれか１つ以上が、本発明において規定した範囲から逸脱している。
【０１２０】
比較例３〜４は、使用するＳＢＳのスチレン含有量、２５％トルエン溶液粘度を本発明において規定した範囲から逸脱させ、含有量は本発明において規定した範囲内としたものであるが、目的とする性能が発現できず、特に粘度が大きくなり、期待している効果を発現させることができないことが示されている。
【０１２１】
比較例３に示すように、スチレン含有量３１％、２５％トルエン溶液粘度４０００ｍＰａ・ｓのＳＢＳを配合した場合、複素弾性率は大きく向上するものの、粘度が非常に高くなってしまっており、また貯蔵安定性も低下しているのが示されている。
【０１２２】
比較例４は、一般的なＳＢＳよりも、スチレン含有量３０％、トルエン溶液粘度１７００ｍＰａ・ｓとした低分子量のＳＢＳを使用したものであるが、比較例１及び２で示すポリマー改質アスファルトＨ型及びＨ−Ｆ型市販品と比べて１８０℃粘度は依然として高い状態にある。
【０１２３】
これに対して実施例１〜４においては、請求項１で規定する範囲のスチレン含有量、トルエン溶液粘度のＳＢＳを使用した。これにより、ＳＢＳを１５重量％添加した場合の例で示されるように、市販品同等以下の粘度とし、且つ高耐久性排水性舗装用ポリマー改質アスファルトとして求められる性能目標を満たすことができた。
【０１２４】
但し、比較例５に示す、スチレン含有量が本発明で規定する範囲を逸脱するＳＢＳを添加した場合、粘度、複素弾性率ともに目標値を満足するものの、針入度が悪化し、混合物としたときの性状が著しく悪くなった。これは、スチレン含有量を高めすぎた結果、柔軟性が著しく失われ、舗装体としても脆くなってしまったものと考えられる。
【０１２５】
また、実施例５は、実施例３で使用したＳＢＳとほぼ程度のスチレン含有量、２５％トルエン溶液粘度を持つＳＢＢＳを使用した。実施例３と実施例５の物性はほぼ同程度であることから、ＳＢＢＳの添加効果はＳＢＳとほぼ同程度であることが示唆できる。
【０１２６】
実施例６〜１２及び比較例６、７は、スチレン含有量並びに２５％トルエン溶液粘度が本発明において規定した範囲内のものであるが、その添加量に対する物性の変化について検討したものである。即ち、この実施例６〜１２及び比較例６、７は、実施例５で使用したスチレン系熱可塑性エラストマーを用いて、その添加配合量を互いに異ならせている。なお、実施例５と実施例８は互いにＳＢＢＳの含有量が１５重量％と同一であるが、ベースアスファルト中のプロパン脱れきアスファルト、エキストラクトの含有比率を異ならせている。
【０１２７】
この実施例６〜１２におけるＳＢＢＳの添加量は、本発明にて規定した範囲内である。一方、比較例６、７におけるＳＢＢＳの添加量は、本発明において規定した範囲外としたものである。
【０１２８】
実施例６〜１２は目標とする性能を満足した一方、比較例６、７では目標とする性能を満足できなかった。即ち、本発明で規定するスチレン系熱可塑性エラストマーを用いて、高耐久性排水性舗装用ポリマー改質アスファルトとして求められる性能目標を満たすことができるのは、ＳＢＢＳの添加量が１３〜１９重量％の範囲である。ＳＢＢＳの添加量が１２重量％である比較例６の場合、ＳＢＢＳの改質効果が少なく、ポリマー改質アスファルトＨ型市販品と複素弾性率やＤＳ値等といった物性値が同等の性状となってしまう。一方、比較例７に示す、ＳＢＢＳの添加量が２０重量％の場合、ＳＢＢＳの改質効果が大きすぎて、１８０℃粘度が２０００ｍＰａ・ｓ超に増粘してしまうことが示されている。
【０１２９】
また実施例１１は、ＳＢＢＳを１８重量％添加する例であるが、これを１９重量％添加する実施例１２よりも粘度を一気に下げることができることが示されている。また、実施例８は、ＳＢＢＳを１５重量％添加する例であるが、これを１４重量％添加する実施例７と比較して複素弾性率並びにＤＳ値をより好適な範囲まで向上させることができることが示されている。このため、ＳＢＢＳの添加量は、アスファルト組成物全体に対して１５〜１８重量％とすることが望ましいことが示されている。
【図１】
0005615690.tif 000005